Question

某废液是用稀硝酸腐蚀锌板后得到的，某化学兴趣小组拟用该废液（含有少量的Cl^-、Fe³⁺）制取Zn（NO₃）₂?6H₂O的过程如下：

已知：Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn（NO₃）₂能与碱反应，得到的产物Zn（OH）₂具有两性，Fe³⁺在PH=3.7时就能完全沉淀．
（1）该废液溶质的主要成分是

 

（填化学式），若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N₂O，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为

 

．
（2）在操作①中保持pH=8的目的是

 

．
（3）沉淀Ⅰ的成分是

 

．
（4）操作③中加热、煮沸的目的是

 

；
（5）操作④保持pH=2的目的是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：因为废液是用稀硝酸腐蚀锌板后得到的，所以废液中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl^-、Fe³⁺，加入氢氧化钠调节溶液的PH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体，以此分析解答．
（1）废液中溶质的主要成分是Zn（NO₃）₂；根据氧化还原反应得失电子守恒计算；
（2）使锌离子完全转化为氢氧化锌，pH不大，如果pH加大氢氧化锌两性又溶解；
（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相应的氢氧化物；
（4）加热煮沸促使Fe³⁺完全水解；
（5）锌离子易水解生成氢氧化锌．

解答： 解：因为废液是用稀硝酸腐蚀锌板后得到的，所以废液中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl^-、Fe³⁺，加入氢氧化钠调节溶液的PH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO₃）₂?6H₂O是一种无色晶体．
（1）废液中溶质的主要成分是Zn（NO₃）₂；稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N₂O，则锌化合价升高2价作还原剂，硝酸化合价降低4价作氧化剂，根据氧化还原反应得失电子守恒，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，故答案为：Zn（NO₃）₂；2：1；
（2）使锌离子完全转化为氢氧化锌，PH不大，如果PH加大氢氧化锌两性又溶解，故答案为：防止生成的Zn（OH）₂溶解；
（3）Zn²⁺、Fe³⁺完全沉淀生成相应的氢氧化物，故答案为：Fe（OH）₃和Zn（OH）₂；
（4）因为温度越高，水解程度越大，所以加热煮沸促使Fe³⁺完全水解，故答案为：促进Fe³⁺完全水解；
（5）锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解，则操作④保持pH=2的目的是抑制Zn²⁺水解为Zn（OH）₂；故答案为：抑制Zn²⁺水解为Zn（OH）₂．

点评：本题考查了物质的分离提纯实验操作，涉及氢氧化锌的两性、过滤的仪器、沉淀的生成、盐类的水解等，难度中等，注意锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解．